CN105847197B - 一种获取发送信号的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种获取发送信号的方法和装置，包括对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波；根据滤波后的各载波的导频信道响应获取各载波的数据信道响应；根据获得的各载波的数据信道响应计算接收信号的协方差矩阵；根据获得的各载波的数据信道响应和计算得到的协方差矩阵计算载波k的发送信号和载波(k+1)的发送信号；其中，k为载波的索引。通过本发明的方案，对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波提高了导频信道响应的精度，从而提高了发送信号的估计精度，并且由于接收信号的协方差矩阵比噪声的协方差矩阵精度更高，因此提高了发送信号的估计精度。

Description

一种获取发送信号的方法和装置
技术领域
本发明涉及通信接收技术，尤指一种获取发送信号的方法和装置。
背景技术
在移动通信对抗衰落的方式中，分集接收是常采用的有效措施之一。在移动环境中，由于通过不同路径所接收到的多个信号其衰落情况是不同，因此，采用分集接收时，其中某一接收信号分量的强度低于检测门限的概率比较高，而所有接收信号分量的强度都低于检测门限的概率很低。综合利用各个接收信号分量，就有可能明显的改善接收信号的质量。因此，分集接收可以提高通信的可靠性，因此广泛的用于移动通信，但是，分集接收的代价是增加接收机的复杂度。
空间频率分组码(SFBC，Space Frequency Block Code)作为两天线端口的发射分集方案，其基本思想是：待发送的信息比特经过星座映射之后以两个符号为单位进入空频编码器。例如，对于两发射天线的SFBC系统，假设输入SFBC编码器的符号流为C1，C2，则发射天线1和发射天线2的第1个子载波上分别传输C1和C2，而发射天线1和发射天线2的第2个子载波上分别传输－C2*和－C1*，其中*表示复数的共轭，－表示取负。
现有的获取发送信号的方法大致包括：
对各载波的导频信道响应进行时域降噪，根据时域降噪后的各载波的导频信道响应获取各载波的数据信道响应，根据获得的各载波的数据信道响应、接收天线1的接收信号和接收天线2的接收信号计算接收天线1和接收天线2的噪声的协方差矩阵，根据计算得到的噪声的协方差矩阵、各载波的数据信道响应、接收天线1上载波k的接收信号、接收天线1上载波(k+1)的接收信号、接收天线2上载波k的接收信号和接收天线2上载波(k+1)的接收信号计算载波k和载波(k+1)发送信号。其中，k为载波的索引。
现有的方法中，由于滤波后的导频信道响应精度比较低，导致根据导频信道响应估计的噪声的协方差矩阵精度较低，从而发送信号的估计精度较低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种获取发送信号的方法和装置，能够提高发送信号的精度。
为了达到上述目的，本发明提出了一种获取发送信号的方法，包括：
对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波；
根据滤波后的各载波的导频信道响应获取各载波的数据信道响应；
根据获得的各载波的数据信道响应计算接收信号的协方差矩阵；
根据获得的各载波的数据信道响应和计算得到的协方差矩阵计算载波k的发送信号和载波(k+1)的发送信号；其中，k为载波的索引。
优选地，采用滑动平均方法对所述时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波。
优选地，所述滑动平均方法具体包括：根据公式
Figure BDA0000657484820000021
对所述时域降噪后的各 载波的导频信道响应进行滤波；
其中，H'ij(k',l')为滤波后的导频信道响应，Hij(k',l')为时域降噪后的导频信道响应，p为滑动平均的长度，M为导频信道响应所占用的符号数目，k’为所述导频信道响应的载波索引，l’为所述导频信道响应的符号索引，L为所述导频信道响应在一个符号中占用的长度。
优选地，所述计算接收信号的协方差矩阵RYY包括：按照公式
Figure BDA0000657484820000022
计算；
其中，
Figure BDA0000657484820000031
NSample为一个资源块RB内的样本点数，为接收天线1载波k的接 收信号，为接收天线2载波k的接收信号，为所述接收天线1载波(k+1)的接收信号， 为所述接收天线2载波(k+1)的接收信号。
优选地，所述计算载波k的发送信号和所述载波(k+1)的发送信号包括：按照公式
Figure BDA0000657484820000032
计算；
其中，
Figure BDA0000657484820000033
其中，
Figure BDA0000657484820000034
为发射天线1与所述接收天线1载波k的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000035
为发射天线2与所述接收天线1载波k的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000036
为所述发射天线2与所述接收天线1载波(k+1)的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000037
为所述发射天线1与所述接收天线1载波(k+1)的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000038
为所述发射天线1与所述接收天线2载波k的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000039
为所述发射天线2与所述接收天线2载波k的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200000310
为所述发射天线2与所述接收天线2载波(k+1)的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200000311
为所述发射天线1与所述接收天线2载波(k+1)的数据信道响应。
本发明还提出了一种获取发送信号的装置，至少包括：
滤波模块，用于对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波；
获取模块，用于根据滤波后的各载波的导频信道响应获取各载波的数据信道响应；
第一计算模块，用于根据获得的各载波的数据信道响应计算接收信号的协方差矩阵；
第二计算模块，用于根据获得的各载波的数据信道响应和计算得到的协方差矩阵计算载波k的发送信号和载波(k+1)的发送信号；其中，k为载波的索引。
优选地，所述滤波模块具体用于：
采用滑动平均方法对所述时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波。
优选地，所述滤波模块具体用于：
根据公式
Figure BDA0000657484820000041
对所 述使用时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波；
其中，H'ij(k',l')为滤波后的导频信道响应，Hij(k',l')为时域降噪后的导频信道响应，p为滑动平均的长度，M为导频信道响应所占用的符号数目，k’为所述导频信道响应的载波索引，l’为所述导频信道响应的符号索引，L为所述导频信道响应在一个符号中占用的长度。
优选地，所述第一计算模块具体用于：
按照公式
Figure BDA0000657484820000042
计算所述接收信号的协方差矩阵；
其中，
Figure BDA0000657484820000043
NSample为一个资源块RB内的样本点数，为接收天线1载波k的接 收信号，为接收天线2载波k的接收信号，为所述接收天线1载波(k+1)的接收信号， 为所述接收天线2载波(k+1)的接收信号。
优选地，所述第二计算模块具体用于：
按照公式
Figure BDA0000657484820000044
计算所述载波k的发送信号和所述载波(k+1)的发送 信号；
其中，
Figure BDA0000657484820000045
其中，
Figure BDA0000657484820000051
为发射天线1与所述接收天线1载波k的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000052
为发射天线2与所述接收天线1载波k的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000053
为所述发射天线2与所述接收天线1载波(k+1)的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000054
为所述发射天线1与所述接收天线1载波(k+1)的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000055
为所述发射天线1与所述接收天线2载波k的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000056
为所述发射天线2与所述接收天线2载波k的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000057
为所述发射天线2与所述接收天线2载波(k+1)的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000058
为所述发射天线1与所述接收天线2载波(k+1)的数据信道响应。
与现有技术相比，本发明包括：对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波；根据滤波后的各载波的导频信道响应获取各载波的数据信道响应；根据获得的各载波的数据信道响应计算接收信号的协方差矩阵；根据获得的各载波的数据信道响应和计算得到的协方差矩阵计算载波k的发送信号和载波(k+1)的发送信号；其中，k为载波的索引。通过本发明的方案，对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波提高了导频信道响应的精度，从而提高了发送信号的估计精度，并且由于接收信号的协方差矩阵比噪声的协方差矩阵精度更高，因此提高了发送信号的估计精度。
进一步地，滑动平均方法具有很好的滤波效果，从而采用滑动平均方法滤波后的导频信道响应估计精度较高。
附图说明
下面对本发明实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本发明的进一步理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限制。
图1为本发明获取发送信号的方法的流程图；
图2为本发明获取发送信号的装置的结构组成示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述，并不能用来限制本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的各种方式可以相互组合。
参见图1，本发明提出了一种获取发送信号的方法，包括：
步骤100、对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波。
本步骤中，可以采用滑动平均方法对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波。即根据公式(1)对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波。
Figure BDA0000657484820000061
其中，H'ij(k',l')为滤波后的导频信道响应，Hij(k',l')为时域降噪后的导频信道响应，p为滑动平均的长度，M为导频信道响应所占用的符号数目，k’为导频信道响应的载波索引，l’为导频信道响应的符号索引，L为导频信道响应在一个符号中占用的长度，min()为取最小值，max()为取最大值。
其中，p的取值可以根据仿真得到，p取3时滤波性能最好。
其中，Hij(k',l')为hij(n',l')的快速傅里叶变换(FFT，Fast FourierTransformation)后的值。
其中，根据公式(2)计算hij(n',l')。
Figure BDA0000657484820000062
其中，L’为扩展后导频信道响应在一个符号中占用的长度，hNOISE,ij(n',l')为时域导频信道响应，
Figure BDA0000657484820000063
为导频信道响应的时域噪声功率，Nfront为前窗长度，Nback为后窗长度，0≤n'≤L'-1。
其中，Nfront和Nback可以根据仿真得到，根据实验证明，在Nfront取140，Nback取19时信道估计的性能最好，即hij(n',l')的精度较高。
其中，可以通过尾部补零的方法将导频信道响应在一个符号中占用的长度扩展为
Figure BDA0000657484820000075
其中，hNOISE,ij(n',l')为HLS,ij(k',l')的快速傅里叶逆变换(IFFT，Inverse FastFourier Transform)后的值。
其中，根据公式(3)计算导频信道响应的时域噪声功率。
Figure BDA0000657484820000071
其中，根据公式(4)计算导频信道响应。
Figure BDA0000657484820000072
其中，Yij(k',l')为发射天线j接收天线i导频接收信号，
Figure BDA0000657484820000076
为发射天线j的导频序列。
步骤101、根据滤波后的各载波的导频信道响应获取各载波的数据信道响应。
本步骤中，可以采用二维线性插值的方法获取各载波的数据信道响应，具体实现属于本领域技术人员的公知常识，并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。
步骤102、根据获得的各载波的数据信道响应计算接收信号的协方差矩阵。
本步骤中，计算接收信号的协方差矩阵RYY包括：按照公式(5)计算。
Figure BDA0000657484820000073
其中，
Figure BDA0000657484820000074
NSample为一个资源块(RB，Resource Block)内的样本点数，为接 收天线1载波k的接收信号，为接收天线2载波k的接收信号，为接收天线1载波(k+1)的 接收信号，为接收天线2载波(k+1)的接收信号。
其中，T表示共轭转置。
其中，NSample的取值可以根据控制仪格式指示(CFI，Control Format Indicator)的不同而不同。CFI为控制信道占用下行子帧的符号数目。例如，CFI为1时，NSample可以取72；CFI为2时，NSample可以取66；CFI为3时，NSample可以取60。
其中，公式(6)为Y和发送信号之间的关系式。
Figure BDA0000657484820000081
其中，
Figure BDA0000657484820000084
为接收天线1载波k的噪声信号，
Figure BDA0000657484820000085
为接收天线2载波k的噪声信号，
Figure BDA0000657484820000086
为接收天线1载波(k+1)的噪声信号，
Figure BDA0000657484820000087
为接收天线2载波(k+1)的噪声信号，xk为载波k的发送信号，xk+1为载波(k+1)的发送信号，
Figure BDA0000657484820000088
为发射天线1与接收天线1载波k的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000089
为发射天线2与接收天线1载波k的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200000810
为发射天线2与接收天线1载波(k+1)的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200000811
为发射天线1与接收天线1载波(k+1)的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200000812
为发射天线1与接收天线2载波k的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200000813
为发射天线2与接收天线2载波k的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200000814
为发射天线2与接收天线2载波(k+1)的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200000815
为发射天线1与接收天线2载波(k+1)的数据信道响应。
步骤103、根据获得的各载波的数据信道响应和计算得到的协方差矩阵计算载波k的发送信号和载波(k+1)的发送信号。
本步骤中，计算载波k的发送信号和载波(k+1)的发送信号包括：按照公式
Figure BDA0000657484820000082
计算。
其中，
Figure BDA0000657484820000083
通过本发明上述技术方案，通过对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波提高了导频信道响应的精度，从而提高了发送信号估计的精度；并且，由于接收信号的协方差矩阵比噪声的协方差矩阵精度更高，因此提高了发送信号的估计精度。进一步地，滑动平均方法具有很好的滤波效果，从而采用滑动平均方法滤波后的导频信道响应估计精度较高。
参见图2，本发明还提出了一种获取发送信号的装置，至少包括：
滤波模块，用于对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波；
获取模块，用于根据滤波后的各载波的导频信道响应获取各载波的数据信道响应；
第一计算模块，用于根据获得的各载波的数据信道响应计算接收信号的协方差矩阵；
第二计算模块，用于根据获得的各载波的数据信道响应和计算得到的协方差矩阵计算载波k的发送信号和载波(k+1)的发送信号；其中，k为载波的索引。
本发明的装置中，滤波模块具体用于：
采用滑动平均方法对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波。
本发明的装置中，滤波模块具体用于：
根据公式
Figure BDA0000657484820000091
对使 用时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波；
其中，H'ij(k',l')为滤波后的导频信道响应，Hij(k',l')为时域降噪后的导频信道响应，p为滑动平均的长度，M为导频信道响应所占用的符号数目，k’为导频信道响应的载波索引，l’为导频信道响应的符号索引，L为导频信道响应在一个符号中占用的长度。
本发明的装置中，第一计算模块具体用于：
按照公式
Figure BDA0000657484820000101
计算接收信号的协方差矩阵；
其中，
Figure BDA0000657484820000102
NSample为一个资源块RB内的样本点数，为接收天线1载波k的接 收信号，为接收天线2载波k的接收信号，为接收天线1载波(k+1)的接收信号，为接 收天线2载波(k+1)的接收信号。
本发明的装置中，第二计算模块具体用于：
按照公式
Figure BDA0000657484820000103
计算载波k的发送信号和载波(k+1)的发送信号；
其中，
Figure BDA0000657484820000104
其中，
Figure BDA0000657484820000105
为发射天线1与接收天线1载波k的数据信道响应，
Figure BDA0000657484820000106
为发射天线2与接收天线1载波k的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200001011
为发射天线2与接收天线1载波(k+1)的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200001012
为发射天线1与接收天线1载波(k+1)的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200001013
为发射天线1与接收天线2载波k的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200001014
为发射天线2与接收天线2载波k的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200001015
为发射天线2与接收天线2载波(k+1)的数据信道响应，
Figure BDA00006574848200001016
为发射天线1与接收天线2载波(k+1)的数据信道响应。
需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并不用于限制本发明的保护范围，在不脱离本发明的发明构思的前提下，本领域技术人员对本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种获取发送信号的方法，其特征在于，包括：
对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波；
根据滤波后的各载波的导频信道响应获取各载波的数据信道响应；
根据获得的各载波的数据信道响应按照公式
Figure FDA0002268496170000011
计算接收信号的协方差矩阵；其中，
Figure FDA0002268496170000012
NSample为一个资源块RB内的样本点数，
Figure FDA0002268496170000013
为接收天线1载波k的接收信号，
Figure FDA0002268496170000014
为接收天线2载波k的接收信号，
Figure FDA0002268496170000015
为所述接收天线1载波(k+1)的接收信号，
Figure FDA0002268496170000016
为所述接收天线2载波(k+1)的接收信号；
根据获得的各载波的数据信道响应和按照公式
Figure FDA0002268496170000017
计算得到的协方差矩阵计算载波k的发送信号和载波(k+1)的发送信号；其中，k为载波的索引；
其中，
Figure FDA0002268496170000018
其中，
Figure FDA0002268496170000019
为发射天线1与所述接收天线1载波k的数据信道响应，
Figure FDA00022684961700000110
为发射天线2与所述接收天线1载波k的数据信道响应，
Figure FDA00022684961700000111
为所述发射天线2与所述接收天线1载波(k+1)的数据信道响应，
Figure FDA00022684961700000112
为所述发射天线1与所述接收天线1载波(k+1)的数据信道响应，
Figure FDA00022684961700000113
为所述发射天线1与所述接收天线2载波k的数据信道响应，
Figure FDA00022684961700000114
为所述发射天线2与所述接收天线2载波k的数据信道响应，
Figure FDA00022684961700000115
为所述发射天线2与所述接收天线2载波(k+1)的数据信道响应，
Figure FDA00022684961700000116
为所述发射天线1与所述接收天线2载波(k+1)的数据信道响应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用滑动平均方法对所述时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滑动平均方法具体包括：根据公式
Figure FDA0002268496170000021
对所述时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波；
其中，H'ij(k',l')为滤波后的导频信道响应，Hij(k',l')为时域降噪后的导频信道响应，p为滑动平均的长度，M为导频信道响应所占用的符号数目，k’为所述导频信道响应的载波索引，l’为所述导频信道响应的符号索引，L为所述导频信道响应在一个符号中占用的长度。
4.一种获取发送信号的装置，其特征在于，至少包括：
滤波模块，用于对时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波；
获取模块，用于根据滤波后的各载波的导频信道响应获取各载波的数据信道响应；
第一计算模块，用于根据获得的各载波的数据信道响应按照公式
Figure FDA0002268496170000022
计算接收信号的协方差矩阵；其中，
Figure FDA0002268496170000023
NSample为一个资源块RB内的样本点数，
Figure FDA0002268496170000024
为接收天线1载波k的接收信号，
Figure FDA0002268496170000025
为接收天线2载波k的接收信号，
Figure FDA0002268496170000026
为所述接收天线1载波(k+1)的接收信号，
Figure FDA0002268496170000027
为所述接收天线2载波(k+1)的接收信号；
第二计算模块，用于根据获得的各载波的数据信道响应和按照公式
Figure FDA0002268496170000028
计算得到的协方差矩阵计算载波k的发送信号和载波(k+1)的发送信号；其中，k为载波的索引；
其中，
Figure FDA0002268496170000031
其中，
Figure FDA0002268496170000032
为发射天线1与所述接收天线1载波k的数据信道响应，
Figure FDA0002268496170000033
为发射天线2与所述接收天线1载波k的数据信道响应，
Figure FDA0002268496170000034
为所述发射天线2与所述接收天线1载波(k+1)的数据信道响应，
Figure FDA0002268496170000035
为所述发射天线1与所述接收天线1载波(k+1)的数据信道响应，
Figure FDA0002268496170000036
为所述发射天线1与所述接收天线2载波k的数据信道响应，
Figure FDA0002268496170000037
为所述发射天线2与所述接收天线2载波k的数据信道响应，
Figure FDA0002268496170000038
为所述发射天线2与所述接收天线2载波(k+1)的数据信道响应，
Figure FDA0002268496170000039
为所述发射天线1与所述接收天线2载波(k+1)的数据信道响应。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述滤波模块具体用于：
采用滑动平均方法对所述时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述滤波模块具体用于：
根据公式
Figure FDA00022684961700000310
对所述使用时域降噪后的各载波的导频信道响应进行滤波；
其中，H'ij(k',l')为滤波后的导频信道响应，Hij(k',l')为时域降噪后的导频信道响应，p为滑动平均的长度，M为导频信道响应所占用的符号数目，k’为所述导频信道响应的载波索引，l’为所述导频信道响应的符号索引，L为所述导频信道响应在一个符号中占用的长度。
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